[发明专利]一种快速自修复甜菜碱型两性离子聚合物水凝胶及其制备方法

说明书

本公开提供了一种快速自修复甜菜碱型两性离子聚合物水凝胶，所述水凝胶的原料组分包括：含碳碳双键的叔胺、含2‑脲基‑4‑嘧啶酮单元的甲基丙烯酸功能单体、交联剂、内酯类化合物、溶剂和引发剂。所述甜菜碱型两性离子聚合物水凝胶能在较短的时间内完成自修复，且无须外界刺激和特定环境要求。

技术领域

本公开涉及高分子水凝胶领域，具体涉及一种快速自修复甜菜碱型两性离子聚合物水凝胶及其制备方法。

背景技术

近年来，甜菜碱型两性离子聚合物水凝胶因其具有无毒、高效防污、抵抗非特异性蛋白吸附等特性受到广泛的关注，在农业、建筑、化工、食品工程以及生物医学等领域具有广阔的应用前景。然而，由于甜菜碱型两性离子聚合物侧链的基团具有高度亲水性，使得水凝胶的物理机械性能差，从而限制其应用。同时，甜菜碱型两性离子聚合物水凝胶在使用过程中会遭到碰撞或刮擦，直接会影响其安全性和使用寿命。为了解决这一问题，使甜菜碱型两性离子聚合物水凝胶具有自修复能力是最有效的办法之一。目前，关于自修复甜菜碱型两性离子聚合物水凝胶已有报道，但要完成自修复需要较长的时间或需要外界刺激和特定环境。

发明内容

本公开的目的是提供一种快速自修复甜菜碱型两性离子聚合物水凝胶及其制备方法，以达到快速自修复的目的。

为实现上述目的，技术方案如下：

一种快速自修复甜菜碱型两性离子聚合物水凝胶，所述水凝胶的原料组分包括：含碳碳双键的叔胺、含2-脲基-4-嘧啶酮单元的甲基丙烯酸功能单体、交联剂、内酯类化合物、溶剂和引发剂。

所述水凝胶原料中各组分的重量份数为：含碳碳双键的叔胺53.48-56.82份、含2-脲基-4-嘧啶酮单元的甲基丙烯酸功能单体0.57-2.67份、交联剂0.59-1.6份、内酯类化合物40-60份、溶剂150-250份和引发剂0.3-2.5份。

所述含碳碳双键的叔胺的结构通式为：

其中R₁为H或CH₃；R₂为O或NH；R₃为0～5个碳的直链烷基或支链烷基，或者是R₃为R₄和R₅为甲基、乙基或丙基，R₈和R₉为0～5碳原子的直链烷基或支链烷基。

所述含2-脲基-4-嘧啶酮单元的甲基丙烯酸功能单体为含2-脲基-4-嘧啶酮单元的甲基丙烯酸异氰基乙酯单体(SCMHBMA)、含2-脲基-4-嘧啶酮单元的甲基丙烯酸羟乙酯单体(HEMA-UPy)、含2-脲基-4-嘧啶酮单元的聚乙二醇甲基丙烯酸酯单体(PEGMA-UPy)中的一种或多种。

所述的含2-脲基-4-嘧啶酮单元的甲基丙烯酸功能性单体的分子结构如下所示：

SCMHBMA：

HEMA-UPy：

PEGMA-UPy：

所述交联剂为二羟基乙烯、N，N’亚甲基双丙烯酰胺、N，N’乙烯基双丙烯酰胺中的一种或多种。

所述内酯类化合物为磺内酯或烷内酯。

所述磺内酯为1，3-丙磺酸内酯或1，4-丁烷磺内酯。

所述烷内酯为β-丙内酯或γ-丁内酯。

所述溶剂为为氯仿、甲基乙基酮、二氧六环、丙酮、四氢呋喃、乙腈、二甲基亚砜中的一种或多种。

所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化环己酮、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或多种。

一种快速自修复甜菜碱型两性离子聚合物水凝胶的制备方法，其特征在于，所述方法的具体步骤为：